想象一下以下转变。一小块豌豆大小的皮肤在盐和血清的培养皿中分解。混合物被病毒感染，使一些细胞变小、更圆，并聚集在一起。它们变成了干细胞。然后，再用其他盐、血清和因子浸泡，诱导它们成为成熟的神经元。神经元分裂并组织成三维球体。在球体内部，神经元像大脑皮层中的神经元一样分层排列。不止一个球体，而是一组微小的球体。每个球体都包含数千个神经元；每个神经元都带有您DNA的副本。神经元之间通过电脉冲相互通信。这些球体开始组织成看起来很像您大脑的不同脑叶和子结构的结构。一些球体甚至可能形成视杯，这是您视网膜的早期版本。这可能看起来像是神经科学家变成巫医进行的某种反常的人类克隆形式。但它是真实的：一种新兴的实验室模型系统，有一天可能有助于治疗您或您所爱的人的衰弱性神经系统疾病。
它们被称为脑球体（或三维脑培养物或脑类器官），是一种相对较新的创造物。它们最初在2013年发表在《自然》杂志上的一项引人注目的研究中被描述，并且是技术上最令人印象深刻的组织培养形式之一。
然而，脑球体不是什么，与它们是什么一样重要。它们不是“迷你大脑”。它们不会产生思想和情感。没有任何感官输入，它们缺乏在物理世界中的基础。脑球体也很小。直径为4毫米，它们比小鼠的大脑小得多。它们如此之小，是因为真正发育中的大脑需要在其结构的整个深度中获得大量的营养。脑球体从血清浴中获得营养。但是，如果没有血管网络将血清输送到球体的更深层部分，这些部分就会饥饿。使用当前的技术将功能性循环系统连接到球体是不可行的，因此，在这一点上，制造更大、更发达的球体似乎不太可能。
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尽管如此，这些4毫米的脑球体在原样下或经过一些定制修改后仍然有用。最近在《自然方法》杂志上发表的论文通过使用脑球体研究您大脑中一种重要的细胞类型（称为少突胶质细胞）和一种与其功能障碍相关的罕见疾病，说明了这一点。少突胶质细胞形成一种称为髓鞘的脂肪鞘，该鞘包裹着轴突，轴突是您的神经元用来与其他神经元通信的长突起。可以将其视为铜线周围的橡胶绝缘层。沿着轴突传播的电信号需要髓鞘来维持电荷并快速传输信号。通过在标准的脑球体方法中添加几个步骤，作者制作了包含神经元和少突胶质细胞的球体，这些少突胶质细胞像在大脑中一样包裹着神经元的轴突。
这些被称为寡突皮质球体的结构更像一个真正发育中的大脑。但更重要的是，作者表明，寡突皮质球体可用于研究损害少突胶质细胞发育和髓鞘形成的疾病。首先，作者用两种 FDA 批准的“促髓鞘形成”药物处理了他们的寡突皮质球体，并在球体中看到了加速的少突胶质细胞发育和髓鞘形成。接下来，他们制作了新的球体，其中干细胞携带在佩利措伊斯-梅尔察巴赫病中看到的基因突变，这是一种罕见的遗传性疾病，会导致发育过程中髓鞘形成缺陷。佩利措伊斯-梅尔察巴赫病的预后很差，目前的治疗方法只是姑息性的。作者表明，携带突变的球体在髓鞘形成方面存在缺陷，模仿了佩利措伊斯-梅尔察巴赫病的病理学。值得注意的是，一种尚未获得批准的药物改善了其中一种模拟疾病的球体中的髓鞘形成。
这一发现对于支持患有佩利措伊斯-梅尔察巴赫病的亲人的家庭来说是个好消息。但是，佩利措伊斯-梅尔察巴赫病是一种罕见疾病，影响1/200,000 到 1/500,000 人。然而，总体而言，罕见病并不罕见。人类孟德尔遗传在线 (OMIM) ——汇编了有关遗传疾病的概况和统计数据——有 3,486 种遗传性神经系统疾病的条目。这些疾病大多影响分布在全球各地的一小部分患者。数量少使得协调临床试验几乎不可能。更复杂的是，像佩利措伊斯-梅尔察巴赫病这样的罕见病可能导致一系列症状和严重程度，并具有不同的治疗需求。另一种方法是让医疗保健提供者在患者自己的脑球体上测试一种药物或药物组合，该脑球体由他们自己的皮肤细胞制成。
然而，这项技术不会很快出现在神经科诊所中。在肿瘤学领域，其在开发类器官模型方面已经超越了神经科学，个性化类器官在临床实践中的实施仍然需要数年时间。此外，还需要为不同的疾病过程量身定制不同类型的球体，例如为佩利措伊斯-梅尔察巴赫病量身定制的寡突皮质球体。使用患者自身培养的组织来定制他们的治疗方案并不是一个新提议。但是，脑球体使一种新型的个性化医学感觉更接近于在神经科实现。